韓培慧 張 東 潘 峰 郭松林 劉海波

（1. 國(guó)家能源陸相砂巖老油田持續(xù)開(kāi)采研發(fā)中心， 黑龍江大慶 163712； 2. 大慶油田有限責(zé)任公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，黑龍江大慶 163712； 3. 大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠， 黑龍江大慶 163511）

0 引 言

大慶油田聚合物驅(qū)油技術(shù)的研究始于20 世紀(jì)60 年代， 至今已有50 多年的歷史。 聚合物驅(qū)技術(shù)經(jīng)歷實(shí)踐、 認(rèn)識(shí)、 再實(shí)踐、 再認(rèn)識(shí)的不斷探索和創(chuàng)新， 發(fā)展了前沿基礎(chǔ)理論， 形成了日趨成熟的配套技術(shù)。 大慶油田自1995 年開(kāi)始工業(yè)化推廣應(yīng)用聚合物驅(qū)技術(shù)， 截止到2020 年11 月份， 聚合物驅(qū)累計(jì)產(chǎn)油2.26×108t ， 累計(jì)增油1.44×108t 。 目前，聚合物驅(qū)年產(chǎn)油量已占大慶油田總產(chǎn)量的1／4， 實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)量連續(xù)14 a 超過(guò)1 000×104t， 成為大慶油田有效開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)［1-3］。 近年來(lái)， 隨著大慶油田聚合物驅(qū)規(guī)模的不斷擴(kuò)大， 采用污水稀釋聚合物區(qū)塊的比例越來(lái)越大， 近5 a 平均達(dá)到80%以上。 大慶油田污水組分極其復(fù)雜， 礦化度較高（5 200 mg／L），加劇了電解質(zhì)對(duì)聚合物分子鏈雙電層的壓縮作用。 同時(shí)， 水質(zhì)呈碳酸氫鈉型弱堿性（pH 值7.1～8.8）， 加速了聚丙烯酰胺的水解， 聚合物溶液在多孔介質(zhì)中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性變差， 致使聚合物溶液前緣黏度降低， 驅(qū)油效果變差［4-7］。 此外， 采出污水中含有鐵離子、 硫化物、 殘余聚合物、 殘余化學(xué)助劑及各種菌群（包括烴降解菌、還原菌、還原菌、 腐生菌、 鐵細(xì)菌和發(fā)酵菌等）， 更加速聚丙烯酰胺溶液的降解［8］。 目前， 大慶油田所使用的聚合物產(chǎn)品主要是部分水解聚丙烯酰胺， 抗鹽性相對(duì)較差， 在相同質(zhì)量濃度下， 利用污水稀釋的普通聚丙烯酰胺溶液黏度明顯低于清水稀釋溶液的黏度。 為提高污水稀釋聚合物溶液的黏度， 聚合物用量比清水稀釋增加近60%，嚴(yán)重影響聚合物驅(qū)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益［9］。 通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)外的聚合物驅(qū)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)， 結(jié)合大慶油田實(shí)際， 應(yīng)用抗鹽聚合物是解決污水稀釋聚合物用量增大、 技術(shù)效果變差和經(jīng)濟(jì)效益下滑的有效途徑［10-16］。 本文針對(duì)大慶油田聚合物驅(qū)儲(chǔ)層和流體特征， 篩選、 評(píng)價(jià)了抗鹽聚合物， 并與常規(guī)聚合物進(jìn)行了對(duì)比。 在實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上， 開(kāi)展了清配污稀抗鹽聚合物驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)， 并與儲(chǔ)層和流體特征相近的相鄰對(duì)比區(qū)清配清稀常規(guī)聚合物驅(qū)的開(kāi)發(fā)效果進(jìn)行了對(duì)比。

1 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)概況

杏六區(qū)中部抗鹽聚合物驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)是大慶油田首次開(kāi)展的新型抗鹽聚合物驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。 抗鹽聚合物驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)（簡(jiǎn)稱“試驗(yàn)區(qū)”， 下同） 位于大慶油田南部的杏六區(qū)中部3＃站， 33 口注入井， 37口采出井（圖1）。 同時(shí)， 選擇地質(zhì)條件相近、 位置相鄰的1＃、 2＃站作為對(duì)比區(qū)（簡(jiǎn)稱“對(duì)比區(qū)”，下同）， 118 口注入井， 117 口采出井（圖1）。 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)的目的層同為葡Ⅰ22—葡Ⅰ3， 均采用141 m 井距的五點(diǎn)法面積井網(wǎng)（表1）。

2 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)地質(zhì)特征和剩余油分布

2.1 目的層地質(zhì)特征

2.1.1 油層沉積特征

試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)的目的層均為三角洲水上分流平原相沉積， 縱向上可細(xì)分為葡Ⅰ22、葡Ⅰ32、 葡、 葡共4 個(gè)沉積單元。 平面上砂體類型可分為分流河道砂、 廢棄河道砂、 分流河間砂、 砂巖尖滅區(qū)。

2.1.2 油層發(fā)育特征

從目的層發(fā)育厚度看， 試驗(yàn)區(qū)平均砂巖厚度為9.6 m、 有效厚度為7.5 m， 分別小于對(duì)比區(qū)2.9、2.4 m （表1）。 從厚度分級(jí)看， 試驗(yàn)區(qū)平均單井鉆遇有效厚度在1.0 m 以上砂巖厚度、 有效厚度比例為97.0%、 98.0%， 對(duì)比區(qū)為96.9%、 98.4%， 兩者基本相近（表2）。

表1 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)Table 1 Basic data of the test area and comparison area

表2 葡Ⅰ22—葡Ⅰ332 油層不同厚度分級(jí)的有效厚度比例Table 2 Effective thickness statisticsofthe differentthicknessgrading forPⅠ22-PⅠ332 oil layers

2.1.3 滲透率分布

從試驗(yàn)區(qū)、 對(duì)比區(qū)新鉆井的滲透率統(tǒng)計(jì)情況看（表3）， 兩者滲透率水平基本相近， 分別為454×10-3、 437×10-3μm2。 從滲透率分級(jí)看， 在滲透率小于150×10-3μm2的條件下， 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)的有效厚度比例分別為3.3%、 2.2%； 在滲透率大于（等于） 300×10-3μm2的條件下， 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)的有效厚度比例分別為65.3%、 64.9%， 滲透率分布范圍兩者基本相同。

表3 葡Ⅰ22—葡Ⅰ332 油層不同滲透率分級(jí)的有效厚度比例Table 3 Effective thickness statistics of different the permeability grading for PⅠ22-PⅠ332 oil layers

2.2 目的層水淹狀況及剩余油分布

新鉆井水淹狀況： 從試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)新鉆井的水淹解釋數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)看（表4）， 試驗(yàn)區(qū)高水淹比例達(dá)57.3%， 低、 未水淹比例僅為10.0%， 對(duì)比區(qū)高水淹比例達(dá)59.9%， 低、 未水淹比例僅為8.2%， 兩者水淹狀況相同。

表4 葡Ⅰ22—葡Ⅰ332 油層水淹狀況Table 4 Watered-out conditions for PⅠ22-PⅠ332oil layers

測(cè)井解釋含油飽和度： 統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)區(qū)和對(duì)比區(qū)新鉆井含油飽和度數(shù)據(jù)（表5）， 試驗(yàn)區(qū)在葡Ⅰ22—葡油層的平均含油飽和度為47.3%， 對(duì)比區(qū)為46.2%， 兩者基本相近。

表5 葡Ⅰ22—葡Ⅰ332 油層目前含油飽和度狀況統(tǒng)計(jì)Table 5 Statistics of the current oil saturations for PⅠ22-PⅠ3 oil layers

表5 葡Ⅰ22—葡Ⅰ332 油層目前含油飽和度狀況統(tǒng)計(jì)Table 5 Statistics of the current oil saturations for PⅠ22-PⅠ3 oil layers

區(qū)塊名稱含油飽和度／%河道砂河間砂平均含油飽和度／%試驗(yàn)區(qū)45.351.747.3對(duì)比區(qū)44.850.146.2

投產(chǎn)初期綜合含水率： 從投產(chǎn)初期采出井綜合含水率看， 試驗(yàn)區(qū)綜合含水率為96.5%， 對(duì)比區(qū)綜合含水率為95.6%， 兩者水平相當(dāng)。 綜上所述，試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)沉積環(huán)境相同， 油層發(fā)育特征相似， 剩余油飽和度和投產(chǎn)初期綜合含水率相近。 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)整體地質(zhì)特征和剩余油分布基本相當(dāng)。

3 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

3.1 材料與儀器

部分水解聚丙烯酰胺 （簡(jiǎn)稱普通2500， 下同）， 大慶煉化公司生產(chǎn)， 相對(duì)分子質(zhì)量約2.5×107， 水解度為25.6%； LH2500 抗鹽聚合物（簡(jiǎn)稱“LH2500”， 下同）， 大慶奧龍石油化工有限公司生產(chǎn)， 相對(duì)分子質(zhì)量約2.5×107， 水解度為23.9%。 LH2500 抗鹽聚合物是由丙烯酰胺（AM）、丙烯酸 （AA）、 2-丙烯酰胺基- 2-甲基丙磺酸（AMPS） 抗鹽單體及某包含六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)的剛性單體共聚制備， 提高聚合物應(yīng)用性能； NaCl、CaCl2、 MgSO4， 分析純， 遼寧泉瑞試劑有限公司；現(xiàn)場(chǎng)清水、 現(xiàn)場(chǎng)污水， 取自某聚合物配制站； 實(shí)驗(yàn)室按照原生地層水組成配制了地層水， 在驅(qū)油實(shí)驗(yàn)中用于飽和巖心， 3 種水樣的組成詳見(jiàn)表6。 模擬原油， 用于巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)， 為試驗(yàn)區(qū)目的層井口脫氣原油與航空煤油按比例稀釋而成， 黏度約10 mPa·s。天然柱狀巖心， 鉆取自目的層， 在不改變潤(rùn)濕性的條件下， 采用溶劑汽油浸洗、 烘干， 測(cè)定氣相滲透率后備用， 長(zhǎng)度為10 cm， 直徑為2.5 cm。

表6 配制聚合物溶液和巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)所用水水型參數(shù)Table 6 Water type parameters used for preparing polymer solution and core flooding experiment

LP3200D 電子天平， 德國(guó)賽多利斯集團(tuán)；Milli-Q Integral 10 超凈水系統(tǒng)， 默克密理博實(shí)驗(yàn)室設(shè)備（上海） 有限公司； DV-ⅡPro+黏度計(jì)， 美國(guó)Brookfield 工程實(shí)驗(yàn)室公司； 恒溫厭氧手套箱， 美國(guó)Coy 試驗(yàn)儀器有限公司； MCR301 流變儀， 安東帕（上海） 商貿(mào)有限公司； QY-C12 多功能聚合物驅(qū)油裝置， 江蘇華安科技有限公司； BI-200SM 廣角動(dòng)靜態(tài)激光光散射儀， 美國(guó) Brookhaven Instrument Corp.。

3.2 性能評(píng)價(jià)

對(duì)比評(píng)價(jià)了常規(guī)聚合物和LH2500 抗鹽聚合物的增黏、 抗鹽、 耐熱穩(wěn)定性、 黏彈性、 分子線性、注入能力和驅(qū)油效率等應(yīng)用性能。

3.2.1 增黏性能

利用現(xiàn)場(chǎng)清水配制質(zhì)量濃度為5 000 mg／L 的聚合物母液， 后用現(xiàn)場(chǎng)污水分別稀釋成700、1 000、1 300、 1 600 mg／L 的溶液。 利用Brookfiiled DV-ⅡPro+黏度計(jì)測(cè)定溶液黏度， 測(cè)試采用0＃轉(zhuǎn)子， 剪切速率6 s-1。 繪制聚合物黏度和質(zhì)量濃度關(guān)系曲線（圖2）。

由圖2 可知， 相同質(zhì)量濃度下的2 種聚合物溶液增黏能力比較接近。 這是由于LH2500 抗鹽聚合物分子結(jié)構(gòu)中引入的是抗鹽單體和剛性單體， 無(wú)法通過(guò)締合等作用增加結(jié)構(gòu)黏度， 所以2 種聚合物黏度相當(dāng)。

3.2.2 抗鹽性能

利用模擬清水（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.095%的NaCl溶液） 配制質(zhì)量濃度5 000 mg／L 的聚合物母液，后用模擬污水（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的NaCl 溶液） 稀釋成質(zhì)量濃度為1 000 mg／L 溶液， 礦化度分別為950、 2 410、 4 000、 7 000、 10 000 mg／L 的溶液。利用Brookfiiled DV-ⅡPro+黏度計(jì)測(cè)定稀釋后溶液黏度， 并與礦化度950 mg／L 溶液的黏度相比， 測(cè)試采用0＃轉(zhuǎn)子， 剪切速率6 s-1， 計(jì)算并繪制黏度保留率和礦化度關(guān)系曲線（圖3）。

由圖3 可知， 隨著礦化度的增加， 2 種聚合物溶液的黏度保留率均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。 相同礦化度條件下， LH2500 聚合物的黏度保留率均高于普通2500 聚合物。 這是由于在LH2500 聚合物分子結(jié)構(gòu)中， 引入了一定量的抗鹽單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）， 其分子結(jié)構(gòu)中， —SO2-的2 個(gè)π 鍵與3 個(gè)強(qiáng)負(fù)性氧共用一個(gè)負(fù)電荷， 使其對(duì)陽(yáng)離子的進(jìn)攻不敏感， 能有效緩解陽(yáng)離子對(duì)聚合物雙電層的壓縮作用， 維持一定的流體力學(xué)體積。 故而相同礦化度條件下， LH2500 的黏度保留率高于普通2500 聚合物。

3.2.3 耐熱穩(wěn)定性

利用現(xiàn)場(chǎng)清水配制質(zhì)量濃度為5 000 mg／L 的聚合物母液， 后用現(xiàn)場(chǎng)污水稀釋成質(zhì)量濃度為1 000 mg／L的溶液。 將稀釋后的溶液置于厭氧恒溫手套箱中， 充入氮?dú)獠⒚芊猓?進(jìn)行恒溫厭氧熟化。利用Brookfiiled DV-ⅡPro+黏度計(jì)在厭氧手套箱中測(cè)定不同熟化時(shí)間的溶液黏度， 并與初始黏度比較， 計(jì)算并繪制黏度保留率和熟化時(shí)間的關(guān)系曲線（圖4）。

由圖4 可知， 2 種聚合物的黏度保留率均隨著熟化時(shí)間的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。 在熟化30 d 內(nèi)，2 種聚合物的黏度保留率一致， 且黏度保留率均高于80%。 熟化30 d 后， LH2500 的黏度保留率高于普通2500； 90 d 后的LH2500 的黏度保留率為86%， 普通2500 聚合物僅為55%。 原因在于AMPS 單體中與酰胺基團(tuán)相連有2 個(gè)甲基， 以及剛性單體的大位阻側(cè)基都能抑制酰胺基團(tuán)的水解， 提升黏度保留率。

3.2.4 黏彈性

利用現(xiàn)場(chǎng)清水配制質(zhì)量濃度為5 000 mg／L 的聚合物母液， 再用現(xiàn)場(chǎng)清水稀釋成質(zhì)量濃度為1 000 mg／L的溶液。 利用MCR301 流變儀測(cè)量不同剪切速率下， 上述溶液黏度與第一法向應(yīng)力差隨剪切速率的變化（圖5）。 剪切速率為1 ～1 000 s-1，測(cè)試溫度為45 ℃。

由圖5 可知， 隨著剪切速率的增加， 2 種聚合物的黏度均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)， 呈現(xiàn)出剪切變稀的特性； 在相同剪切速率下， 兩者的黏度值相當(dāng)。 隨剪切速率的增加， 聚合物的第一法向應(yīng)力差均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。 相同剪切速率下， LH2500 聚合物的第一法向應(yīng)力差高于普通2500 聚合物， 原因在于LH2500 抗鹽聚合物中的AMPS 和剛性單體的位阻效應(yīng)能提升聚合物分子鏈的抗剪切性能， 使得LH2500 聚合物的彈性優(yōu)于普通2500 聚合物。

3.2.5 分子線性

聚合物分子鏈在溶液中受分子主鏈結(jié)構(gòu)、 側(cè)基類型以及分子間相互作用影響， 呈現(xiàn)不同的形態(tài)。不同形態(tài)的聚合物分子鏈在多孔介質(zhì)中的傳導(dǎo)能力不同。 在相同相對(duì)分子質(zhì)量條件下， 舒展形態(tài)的分子鏈比纏繞形態(tài)的分子鏈更容易通過(guò)儲(chǔ)層的孔喉。用分子線性來(lái)表征聚合物分子鏈的舒展程度， 線性程度較高的分子鏈， 其鏈段結(jié)構(gòu)更為舒展， 能夠通過(guò)尺寸更小的儲(chǔ)層孔喉， 從而提高驅(qū)油過(guò)程中的波及效率。 可以通過(guò)“形態(tài)因子ρ” 來(lái)定量表征聚合物分子鏈在溶液中的線性， 其定義為無(wú)擾狀態(tài)下，聚合物分子鏈的均方根回旋半徑Rg0與等效流體力學(xué)半徑Rh0的比值。 利用多角度激光光散射儀， 測(cè)定不同角度下聚合物稀溶液的分子回旋半徑Rg和水動(dòng)力學(xué)半徑Rh， 做圖并向θ→0 外推， 從而得到零角度下（無(wú)擾狀態(tài)） 的Rg0和Rh0。 計(jì)算結(jié)果表明， LH2500 抗鹽聚合物形態(tài)因子ρ為2.18， 明顯高于常規(guī)聚合物分子的1.50 （表7）。 參考聚合物溶液形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)， 證實(shí)抗鹽聚合物分子更接近線性（表8）， 有利于提升其在儲(chǔ)層中的通過(guò)能力。

表7 聚合物溶液形態(tài)因子Table 7 Morphology factors of the polymer solutions

表8 聚合物溶液形態(tài)信息Table 8 Morphology information of the polymer solution

3.2.6 注入能力

聚合物溶液在儲(chǔ)層中的滲流能力受聚合物質(zhì)量濃度及聚合物類型等因素的影響。 通過(guò)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)了LH2500 及普通2500 2 種聚合物溶液在巖心中的滲流能力。 實(shí)驗(yàn)所用巖心為天然巖心， 直徑為2.5 cm ， 長(zhǎng)度為10 cm。 用現(xiàn)場(chǎng)清水配制質(zhì)量濃度為5 000 mg／L 的母液，后用現(xiàn)場(chǎng)污水分別稀釋成質(zhì)量濃度為750、1 000、1 250、1 500、1 750、2 000 mg／L的溶液。 利用多功能聚合物驅(qū)油裝置， 開(kāi)展45 ℃天然巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)， 具體實(shí)驗(yàn)步驟：

（1） 將天然巖心置于巖心加持器中， 抽真空2 h；

（2） 以特定速率向抽空后的巖心飽和現(xiàn)場(chǎng)污水， 測(cè)定巖心的孔隙體積和有效滲透率；

（3） 以0.2 cm3／min 的速率注入現(xiàn)場(chǎng)污水， 記錄注入壓力平穩(wěn)時(shí)候的數(shù)值；

（4） 以0.2 cm3／min 的速率注入3.0 PV 的聚合物溶液， 記錄注入結(jié)束時(shí)的壓力數(shù)值， 計(jì)算阻力系數(shù)Fr；

（5） 以0.2 cm3／min 的速率注入3.0 PV 的現(xiàn)場(chǎng)污水， 記錄注入結(jié)束時(shí)的壓力數(shù)值， 計(jì)算殘余阻力系數(shù)Frr；

（6） 降低巖心的有效滲透率， 重復(fù)上述（1） — （5）， 當(dāng)殘余阻力系數(shù)Frr大于4／5 的阻力系數(shù)Fr或者注入壓力持續(xù)升至0.5 MPa 時(shí)， 聚合物溶液到達(dá)可注入的滲透率下限。

記錄不同質(zhì)量濃度下聚合物溶液的可注入滲透率下限， 繪制二者關(guān)系曲線（圖6）。

由圖6 可知， LH2500 和普通2500 聚合物的可注入滲透率下限均隨著注入質(zhì)量濃度的升高而升高。 相同質(zhì)量濃度下， LH2500 聚合物的可注入滲透率下限低于普通2500 聚合物。 這是由于在LH2500 分子結(jié)構(gòu)中， 引入了一定含量的剛性單體，剛性單體能夠提升聚合物分子鏈纏繞和蜷曲運(yùn)動(dòng)的能壘， 降低聚合物分子鏈纏繞的概率， 提升聚合物分子鏈的線性， 有利于聚合物分子鏈通過(guò)尺寸更小的儲(chǔ)層孔喉， 表現(xiàn)出更低的可注入滲透率下限。

3.2.7 驅(qū)油效率

利用物理模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)， 進(jìn)一步評(píng)價(jià)LH2500抗鹽聚合物和普通2500 聚合物的驅(qū)油效率。 為考查黏度穩(wěn)定性差異對(duì)驅(qū)油效果的影響， 開(kāi)展了2 種聚合物溶液老化60 d 后的驅(qū)油實(shí)驗(yàn)研究。 2 種聚合物溶液均采用現(xiàn)場(chǎng)清水配制質(zhì)量濃度為5 000 mg／L的母液， 后用現(xiàn)場(chǎng)污水稀釋至特定質(zhì)量濃度， 在厭氧手套箱中恒溫熟化60 d 后， 開(kāi)展天然巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)。 驅(qū)油實(shí)驗(yàn)步驟：

（1） 將天然巖心置于巖心加持器中， 抽真空2 h；

（2） 以特定速率向抽空后的巖心飽和現(xiàn)場(chǎng)污水， 測(cè)定巖心的孔隙體積和滲透率；

（3） 以特定速率向上述巖心飽和模擬原油， 模擬原始含油飽和度， 并于45 ℃下熟化24 h；

（4） 以0.2 cm3／min 的速率注入現(xiàn)場(chǎng)污水， 直至產(chǎn)出液含水率達(dá)到98%， 水驅(qū)結(jié)束；

（5） 以0.2 cm3／min 的速率注入0.6 PV 的聚合物溶液；

（6） 以0.2 cm3／min 的速率注入現(xiàn)場(chǎng)污水進(jìn)行后繼水驅(qū)， 直至產(chǎn)出液含水率再次達(dá)到98%， 驅(qū)替實(shí)驗(yàn)結(jié)束， 記錄并計(jì)算驅(qū)替過(guò)程中各階段采收率數(shù)值。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明（表9），相同初始黏度熟化60 d后，LH2500 聚合物的黏度要高于普通2500 聚合物。在相同注入孔隙體積倍數(shù)下，LH2500 聚合物的驅(qū)油實(shí)驗(yàn)采收率提高平均值比普通2500 聚合物高4.5百分點(diǎn)，同時(shí)降低聚合物質(zhì)量濃度100 mg／L。

表9 驅(qū)油實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)Table 9 Result data of the oil-displacing experiments

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

4.1 方案設(shè)計(jì)

結(jié)合區(qū)塊的地質(zhì)特征、 水淹特點(diǎn)和注采井動(dòng)靜態(tài)資料， 制定了試驗(yàn)區(qū)和對(duì)比區(qū)的聚合物驅(qū)油具體方案（表10）。

表10 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)驅(qū)油方案設(shè)計(jì)情況Table 10 Design conditions of the oil displacing scenarios for the test and comparison blocks

4.2 方案實(shí)施

4.2.1 空白水驅(qū)階段

試驗(yàn)區(qū)于2012 年12 月開(kāi)始空白水驅(qū)。 區(qū)塊注入井平均破裂壓力13.2 MPa。 日配注量為1 110 m3，實(shí)際日實(shí)注 1 136 m3， 注入速度0.13 PV／a，平均注入強(qiáng)度4.7 m3／ （d·m）， 視吸水指數(shù)為0.763 m3／ （ d·m·MPa）， 平均注入壓力6.1 MPa。區(qū)塊采出井日產(chǎn)液1 812.5 t， 日產(chǎn)油73.4 t， 平均單井日產(chǎn)液50.3 t， 日產(chǎn)油2.0 t， 綜合含水率為96.2%， 平均沉沒(méi)度555 m， 累計(jì)產(chǎn)油4.3×104t， 階段采出程度2.73%， 注采比0.751。

4.2.2 抗鹽聚合物驅(qū)階段

試驗(yàn)區(qū)自2014 年1 月20 日開(kāi)始注入抗鹽聚合物溶液， 截止到2020 年11 月累計(jì)注入抗鹽聚合物溶液1.371 PV， 抗鹽聚合物用量2 213 mg／L·PV。全區(qū)累計(jì)產(chǎn)油38.68×104t， 累計(jì)增油29.32×104t。

（1） 注入狀況。

試驗(yàn)區(qū)平均注入速度0.21 PV／a， 平均注入質(zhì)量濃度1 535 mg／L， 平均注入黏度46.6 mPa·s，累注溶液 431.09 × 104m3。 平均視吸水指數(shù)0.73 m3／ （ d·m·MPa）。注入壓力由注聚初期的5.4 MPa 逐漸升至最高時(shí)達(dá)到11.8 MPa， 上升了6.4 MPa。 2020 年4 月注入井開(kāi)井27 口， 平均注入壓力10.7 MPa， 日注量1 360 m3， 視吸水指數(shù)0.498 m3／（ d·m·MPa），注入速度為0.16 PV／a，注入質(zhì)量濃度1 293 mg／L，黏度44.4 mPa·s。 與空白水驅(qū)末期對(duì)比，注入壓力上升5.3 MPa， 視吸水指數(shù)降幅31.9% （表11）。

表11 試驗(yàn)區(qū)抗鹽聚合物注入情況Table 11 Injected conditions of the salt-resistant polymer in the test block

（2） 采出狀況。

試驗(yàn)區(qū)注聚初期綜合含水率95.9%， 注聚0.27 PV時(shí)， 全區(qū)綜合含水率達(dá)到最低點(diǎn)80.3%，同時(shí)采聚質(zhì)量濃度也升到了568 mg／L，之后含水率逐步回升。 平均產(chǎn)液指數(shù)0.69 t／（ d·m·MPa），平均沉沒(méi)度340.1 m。 全區(qū)累計(jì)產(chǎn)液391.88×104m3， 累計(jì)產(chǎn)油38.68×104t， 累計(jì)增油29.32×104t。 2020 年11 月開(kāi)井30 口， 井口平均日產(chǎn)液861 t， 日產(chǎn)油21 t， 綜合含水率為97.6%， 平均沉沒(méi)度160 m。 中心井平均日產(chǎn)液489 t， 日產(chǎn)油17.8 t， 綜合含水率96.4% （表12）。

表12 采出井生產(chǎn)情況Table 12 Produced conditions for the producers

4.3 試驗(yàn)效果

為了評(píng)價(jià)清配污稀抗鹽聚合物和清配清稀常規(guī)聚合物驅(qū)油效果的差異性， 開(kāi)展了試驗(yàn)區(qū)聚合物驅(qū)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果分析， 并與對(duì)比區(qū)進(jìn)行對(duì)比。

（1） 試驗(yàn)區(qū)地層壓力和注入壓力升幅高于對(duì)比區(qū)。 試驗(yàn)區(qū)注入黏度和注入速度分別比對(duì)比區(qū)低20.8 mPa·s 和0.01～0.04 PV／a， 但因LH2500 抗鹽聚合物溶液注入地層后比常規(guī)聚合物溶液具有較高的黏度保留率， 所以在注入相同孔隙體積倍數(shù)條件下， 試驗(yàn)區(qū)地層壓力和注入壓力升幅明顯高于對(duì)比區(qū)， 分別高出0.4 、 1.0 MPa （表13、 圖7）。

表13 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)注入壓力變化情況對(duì)比Table 13 Contrasts of the changed pressures between test area and comparison area

（2） 試驗(yàn)區(qū)注入、 采出能力高于對(duì)比區(qū)。 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)注入聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量均為2 500×104， 但因抗鹽聚合物的分子線性好于常規(guī)聚合物， 具有較強(qiáng)的注采能力， 視吸水指數(shù)和采液指數(shù)分別比對(duì)比區(qū)提高19.6%和11.2% （圖8）。

（3） 試驗(yàn)區(qū)油層動(dòng)用程度高于對(duì)比區(qū)。 抗鹽聚合物分子線性度高， 受油層多孔介質(zhì)剪切后表現(xiàn)出較強(qiáng)的變稀能力， 可注入滲透率下限較常規(guī)聚合物低。 因此， 在不同注聚階段不同滲透率油層試驗(yàn)區(qū)油層動(dòng)用程度均好于對(duì)比區(qū)（圖9）。 從圖9 可以看出， 在對(duì)比區(qū)隨著注聚進(jìn)行， 油層厚度動(dòng)用比例由注聚初期的65.4%提高到注聚中期的74.5%，但注聚后期降為70.4%，出現(xiàn)了剖面反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。 試驗(yàn)區(qū)吸液剖面持續(xù)改善， 油層厚度動(dòng)用比例由空白水驅(qū)的54.6%上升到注聚后期的80.1%。 注聚后期抗鹽聚驅(qū)較普通聚驅(qū)油層厚度動(dòng)用比例高9.7 百分點(diǎn)。

（4） 試驗(yàn)區(qū)抗鹽聚合物驅(qū)驅(qū)油效果明顯好于對(duì)比區(qū)常規(guī)聚合物驅(qū)。 截至2020 年11 月， 試驗(yàn)區(qū)累計(jì)注入聚合物 1.371 PV， 聚合物用量2 213 mg／L ·PV。 試驗(yàn)區(qū)37 口油井全部見(jiàn)效， 綜合含水率最高降幅15.6 百分點(diǎn)， 比對(duì)比區(qū)多1.1百分點(diǎn)， 低含水期長(zhǎng)達(dá)19 個(gè)月， 比對(duì)比區(qū)長(zhǎng)10 個(gè)月。 受效井分類表明， 試驗(yàn)區(qū)受效好的Ⅰ類井?dāng)?shù)比例達(dá)67.6%， 對(duì)比區(qū)僅為43.6% （表14）。 目前試驗(yàn)區(qū)綜合含水率為97.5%， 階段提高采收率18.6百分點(diǎn)， 在相同注入孔隙體積倍數(shù)條件下比對(duì)比區(qū)普通聚合物驅(qū)多提高采收率3.7 百分點(diǎn)。 數(shù)值模擬預(yù)測(cè)結(jié)果表明， 試驗(yàn)區(qū)抗鹽聚合物驅(qū)最終提高采收率19.6 百分點(diǎn)， 比對(duì)比區(qū)常規(guī)聚合物驅(qū)多提高采收率4.2 百分點(diǎn)（圖10）。

表14 試驗(yàn)區(qū)與對(duì)比區(qū)采出井含水率降幅與受效情況分類對(duì)比Table 14 Contrasts of the watercut decrements and affected conditions for the producers in the test area and comparison area

（5） 項(xiàng)目所得稅后財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為32.6%，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為67 329.1×104元， 投資回收期為4.6 a，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于行業(yè)基準(zhǔn)指標(biāo)， 項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上可行。

5 結(jié) 論

（1） 實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)結(jié)果表明， 與常規(guī)聚合物相比， 抗鹽聚合物分子線性好， 可注入滲透率下限低； 抗鹽聚合物增黏性強(qiáng)、 吸附損失小、 長(zhǎng)期穩(wěn)定性好， 前緣驅(qū)替黏度高， 有利于擴(kuò)大波及體積； 抗鹽聚合物黏彈性較好， 有利于提高驅(qū)油效率。 天然巖心物理模擬驅(qū)油實(shí)驗(yàn)表明， 抗鹽聚合物采收率提高值比常規(guī)聚合物多提高4.5 百分點(diǎn)， 同時(shí)降低聚合物質(zhì)量濃度100 mg／L。

（2） 礦場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明， 與對(duì)比區(qū)相比， 試驗(yàn)區(qū)地層壓力和注入壓力升幅高； 視吸水指數(shù)和采液指數(shù)高； 油層動(dòng)用程度高。 試驗(yàn)區(qū)取得了較好的開(kāi)發(fā)效果， 截止到2020 年11 月， 階段提高采收率18.6 百分點(diǎn)， 比對(duì)比區(qū)常規(guī)聚合物驅(qū)多提高采收率3.7 百分點(diǎn)。 數(shù)值模擬預(yù)測(cè)表明， 最終可提高采收率19.6 百分點(diǎn)， 比對(duì)比區(qū)常規(guī)聚合物驅(qū)多提高采收率4.2 百分點(diǎn)。